Учёные из Европейской южной обсерватории (ESO) предложили новый метод поиска экзолун — спутников, вращающихся вокруг планет за пределами Солнечной системы. Авторы новой работы утверждают, что отсутствие обнаруженных экзолун связано не с их отсутствием, а с недостатками существующих технологий.
Предложенный инструмент — интерферометр с километровой базой — сможет обнаруживать экзолуны размером с Землю на расстоянии до 200 парсек (652 световых года). Интерферометрия — метод, использующий интерференцию волн для повышения точности измерений. В данном случае, объединение данных с нескольких телескопов, расположенных на большом расстоянии друг от друга, позволит достичь более высокого разрешения.
Существующие методы, такие как транзитный метод (наблюдение за уменьшением яркости звезды при прохождении планеты или спутника перед ней), оказываются неэффективными для поиска экзолун. Транзитный метод требует почти идеального выравнивания Земли, звезды, планеты и её спутника, а также лучше всего работает для планет, находящихся близко к своим звёздам. Однако такие планеты плохо удерживают свои луны из-за уменьшения сферы Хилла (область вокруг небесного тела, в которой его гравитационное влияние доминирует).
Альтернативный метод — астрометрия — измеряет колебания астрономического объекта. Так, для обнаружения экзопланет астрономы наблюдают за движением звезды, но для поиска экзолун необходимо наблюдать за движением самих планет. Существующие телескопы, такие как VLTI в Чили, способны разрешать колебания около 50 микросекунд дуги (µas). Для обнаружения экзолун размером с Землю необходимо разрешение около 1 µas.
Для достижения такого разрешения потребуется значительно увеличить базу интерферометра — до нескольких километров. Учёные предлагают использовать новый интерферометр в связке с Чрезвычайно большим телескопом (ELT), который будет введён в строй в 2028 году. ELT с диаметром зеркала 39 метров позволит получать прямые изображения тусклых планет, а новый интерферометр сможет отслеживать их движения, вызванные наличием спутников.
Новый метод может оказаться особенно эффективным для поиска потенциально обитаемых экзолун, поскольку «зоны обитаемости» для лун вокруг газовых гигантов, как правило, находятся дальше от звезды. В отличие от Земли, где жизнь поддерживается энергией Солнца, на экзолунах, подобных Европе или Энцеладу (спутники Юпитера и Сатурна с подповерхностными океанами), жизнь может поддерживаться за счёт приливного нагрева, вызванного гравитационным взаимодействием с планетой-гигантом.
Реализация проекта потребует значительных инвестиций — порядка нескольких миллиардов долларов, что сопоставимо со стоимостью самого ELT. Тем не менее, строительство такого интерферометра может стать логичным следующим шагом после завершения строительства ELT и позволит астрономам наконец-то обнаружить первые экзолуны и, возможно, даже найти потенциально обитаемый экзомир.